Selective adsorption of atomic hydrogen on boron nitride thin film

窒化ホウ素薄膜上の原子状水素の選択的吸着

Koswattage, K.; 下山 巖   ; 関口 哲弘  ; 馬場 祐治  

Koswattage, K.; Shimoyama, Iwao; Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji

窒化ホウ素(BN)ナノ材料は炭素ナノ材料とともに水素吸蔵材料として注目されている。近年、原子状水素の化学吸着を用いた室温での水素吸蔵が炭素材料に対して提案されており、BNナノ材料についても興味深い手法であるが、BNナノ材料の水素との相互作用に関する研究は十分に行われていない。そこで本研究ではナノチューブのモデル系として六方晶BN薄膜を用い、原子状重水素との相互作用をX線吸収分光法(NEXAFS)分光法により調べた。800Cに加熱したNi(111)清浄表面にボラジンガスを曝露してBN薄膜を形成し、原子状重水素の吸着前後におけるNEXAFSスペクトルを測定した。その結果、B吸収端では重水素との反応後面直成分の軌道ベクトルを持つ準位に大きな変化が生じたのに対し、N吸収端ではほとんど変化を示さなかった。この結果をDVX分子軌道計算により解析し、B励起により観測された電子構造の変化が原子状水素吸着に起因することを明らかにした。一方、Nサイトに原子状水素が吸着したモデルでは実験結果を説明できなかった。これらの結果によりわれわれは原子状重水素がBサイトに選択的に吸着したと結論した。

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